[發明專利]具有低壓降分配管的熱泵熱交換器

有效

• 申請號: 201310573387.5
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103822406B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 夏燕萍;R·S·約翰遜
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號: F25B39/00
• 分類號: F25B39/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 劉佳

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年11月16日提交的，標題為“HEAT EXCHANGER HAVING A LOW PRESSURE DROP OUTLET COLLECTOR”（具有低壓降出口收集器的熱交換器）的美國臨時申請序列號61/727,173的權益，其公開內容在此通過引用以其整體并入。

技術領域

本發明涉及一種熱泵熱交換器；更具體地涉及一種具有分配管的熱泵熱交換器。

背景技術

已知家用和商業空氣調節裝置和熱泵系統采用改進自動熱交換器，作為熱泵熱交換器，該自動熱交換器由于具有高熱轉換效率、耐用性和相對易于制造性。傳統的自動熱交換器通常包括進口歧管、出口歧管和液壓地連接歧管以使冷卻劑在其間流動的多根冷卻劑管。波狀散熱片使鄰近的冷卻劑管互相連接，以增大可用的熱轉換面積，以及提高熱交換器的結構整體性。該熱交換器的芯體由冷卻劑管和互相連接的波狀散熱片限定。

熱泵熱交換器，也稱為熱泵盤管，能夠起蒸發器和冷凝器的作用。熱泵系統通常包括兩個熱泵熱交換器，一個位于室外，另一個位于室內。當熱泵系統處于制冷模式時，室內熱泵熱交換器就以蒸發器模式運行，并且室外熱泵交換器以冷凝器模式運行。相反地，當熱泵系統處于制熱模式時，室內熱泵熱交換器就以冷凝器模式運行，并且室外熱泵盤管以蒸發器模式運行。

為了滿足家用和商業應用的需求，就必須因此增大熱泵熱交換器芯體的尺寸，這繼而顯著地增大進口和出口歧管的長度。對于以蒸發器模式運行的熱泵熱交換器而言，歧管長度增大趨向于導致通過冷卻劑管的冷卻劑分配不當。由于液相和氣相之間巨大的質量差，動量和重力的影響能夠導致進口歧管中的各相分離，并且導致流經冷卻劑管的冷卻劑分配不良。冷卻劑的分配不良使蒸發器性能退化，并且能夠導致芯體溫度分布不均勻。

為了幫助提供通過冷卻管的均勻冷卻劑分配，在進口歧管內布置具有多個均勻間隔孔口的進口分配器，以在進口歧管的整個長度上分配兩種相態的冷卻劑。類似地，在出口歧管內布置具有多個均勻間隔孔口的出口收集器，以收集出口歧管整個長度上的蒸汽冷卻劑。由于冷卻劑處于汽相，所以其體積、蒸汽速度和沿出口歧管或者出口收集器所產生的壓降都比其保持在液相時高得多。

由于限制冷卻劑流動而引起冷卻劑流量分配不當，和升高芯體進口壓力和溫度兩者，所以出口收集器中的出口壓降降低性能。因此，仍存在對如下一種熱泵熱交換器的需求，其具有改進出口收集器，以提供更低的出口壓降和貫穿芯體的均勻冷卻劑分配。

發明內容

本發明涉及一種熱泵熱交換器，該熱泵熱交換器具有第一歧管、與第一歧管間隔的第二歧管、液壓地連接歧管的多根冷卻劑管和布置在第一歧管中的分配管。該分配管包括進口端、與進口端相對的遠端、進口端和遠端之間的多個孔口。該分配管也包括直接鄰近該遠端的端孔，其中該端孔的端孔過流面積比任何一個孔口過流面積都大。端孔過流面積足夠大，以在蒸發模式中以可接受的最小壓降提供均勻的冷卻劑收集；但是端孔過流面積又足夠小，以在冷凝器模式中，防止蒸汽溢流至遠端附近的歧管區域。分配管的長度小于第一歧管長度的3/4。

優選地，端孔的過流面積與其它孔口的總過流面積的比率等于歧管長度減去分配管長度與分配管長度的比率，以下列等式表示：

[面積_端孔/總面積_孔口]=

[[長度_歧管-長度_分配管]/[長度_分配管]]

其中：

面積_端孔=端孔的過流面積；

總面積_孔口=孔口過流面積的總和；

長度_歧管=歧管的長度；

長度_分配管=改進分配管的長度。

當起出口收集器作用時，改進分配管的設計就提供與全長度分配管設計類似的冷卻劑分配，但是通過減少出口歧管壓降，提高了蒸發器性能高達15%。當熱泵熱交換器以其中改進分配管起進口分配器作用的冷凝器模式運行時，改進分配管具有（如果存在）最小不利影響。

在下文所述的附圖中描述了優選實施例；然而，不脫離本發明的精神和范圍，能夠對其做出各種其它變型和可替代設計與構造。

附圖說明

將參考附圖進一步描述本發明，其中：

圖1示出具有本發明的分配管的熱泵熱交換器實施例的橫截面圖。

圖2示出本發明的分配管的實施例。